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基于Biot参数的车辆内饰材料声学包性能分析与优化
| 论文题名： | 基于Biot参数的车辆内饰材料声学包性能分析与优化 |
| 关键词： | 车辆内饰材料;声学包;Biot参数;可靠性 |
| 摘要： | 车内高频噪声控制及优化技术已成为汽车NVH性能开发的重要一环。利用声学包在传播途径中对噪声进行吸收和阻隔是最简单有效的手段，其吸隔声性能的优劣直接影响车内噪声水平。目前主要通过增加材料厚度或覆盖率提升声学包性能，需经多次试验验证且易增加声学包质量。而声学包性能不仅取决于设计状态的几何参数，还与自身材料性能直接相关。本文以某轿车车型为研究对象，应用统计能量分析（Statistical Energy Analysis，SEA）方法对整车内饰声学包进行分析，锁定关键声学包子系统，基于毕奥（Biot）参数建立声学包多层材料模型，通过对Biot参数进行调整，提高声学包性能的同时实现轻量化。主要研究内容如下： （1）基于SEA方法建立了整车SEA模型，并通过理论计算及试验测试确定了建模参数，结合试验和仿真方法，对比60km/h和100km/h匀速行驶下驾驶员以及右后乘员头部位置声压级响应，验证模型有效性后，进行车内声腔噪声贡献量分析，锁定地毯子系统为影响车内噪声的主要因素。 （2）考虑地毯声学包采用多层材料组合的结构形式，利用阻抗管测试、流阻测试和参数逆推获取各层材料参数，建立了多层材料平板样件声学模型，对比试验和仿真结果，验证参数的可靠性。以Biot参数建立地板总成SEA模型，并开展吸声系数测试和隔声测试获取地毯成型件试验数据，基于测试结果验证模型合理性。 （3）以地毯声学包各层材料的Biot参数为研究对象进行灵敏度分析，并论证了各参数对声学包多层材料吸隔声性能的影响。根据分析结果以PU体密度、毯面孔隙率等八个参数为设计变量，以平均插入损失、平均吸声系数和质量为目标函数，建立Kriging近似模型，采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化，确定了性能最佳的参数组合。结果表明，优化后的声学包在400~8000Hz范围内平均插入损失增加了3.36%、平均吸声系数增加了3.94%、质量减少了12.73%。 |
| 作者： | 赵云 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 甄龙信;周晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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